Jobsheet 5

JOBSHEET 5

PENGUKURAN PENTANAHAN

Topik

Teori dan aplikasi sistim pentanahan.

Tujuan

· Dapat mengukur tahanan tanah menggunakan alat ukur Megger tanah atau Earth Tester dengan 4 metoda pengukuran.

Teori Dasar

5.1 Pengertian Pentanahan

Sistem pentanahan (grounding system) adalah suatu rangkaian/jaringan mulai dari kutub pentanahan/elektroda, hantaran penghubung sampai terminal pentanahan yang berfungsi untuk menyalurkan arus lebih ke bumi, agar perangkat peralatan dapat terhindar dari pengaruh petir dan tegangan asing lainnya (Harahap, n.d.). Menurut PUIL (2010) dipakai istilah grounding atau pembumian yang artinya penghubung suatu titik sirkit listrik atau suatu penghantar yang bukan bagian dari sirkit listrik, dengan bumi menurut cara tertentu.

5.2 Tujuan Pentanahan

Tujuan sistem pentanahan adalah sebagai berikut:

1. Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan yang diperbolehkan

2. Menyediakan jalur bagi aliran arus yang dapat memberikan deteksi terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor system dan bumi. Deteksi ini akan mengakibatkan beroperasinya peralatan otomatis yang memutuskan suplai tegangan dari konduktor tersebut.

3. Mengamankan manusia terhadap bahaya arus bocor pada peralatan listrik.

5.3 Jenis – Jenis Sistem Pentanahan

Sitem pentanahan yang sering di gunakan ada 4 jenis menurut (Harahap, n.d.) adalah sebagai berikut:

1. Sistem TN-S (Terre Neutral - Separate)

Pada sebuah sistem TN-S, bagian netral sumber energi listrik terhubung dengan bumi pada satu titik saja, sehingga bagian netral pada sebuah instalasi konsumen terhubung langsung dengan netral sumber listrik. Type ini cocok pada instalasi yang dekat dengan sumber energi listrik, seperti pada konsumen besar yang memiliki satu atau lebih HV/LV transformer untuk kebutuhan sendiri dan instalsai/perlatan nya berdekatan dengan sumber energi tersebut (transformer). Karakteristik sistem catu daya TN-S adalah sebagai berikut.

1) Ketika sistem berjalan normal, tidak ada arus pada jalur perlindungan khusus, tetapi ada arus tidak seimbang pada jalur nol yang berfungsi. Tidak ada tegangan pada saluran PE ke tanah, sehingga perlindungan nol dari cangkang logam peralatan listrik terhubung ke saluran perlindungan khusus PE, yang aman dan andal.

2) Garis netral yang berfungsi hanya digunakan sebagai sirkuit beban pencahayaan fase tunggal.

3) Garis perlindungan khusus PE tidak diizinkan untuk memutus garis, juga tidak dapat memasuki sakelar kebocoran.

4) Jika pelindung kebocoran arde digunakan pada saluran L, saluran nol yang berfungsi tidak boleh diarde berulang kali, dan saluran PE telah berulang kali diarde, tetapi tidak melewati pelindung kebocoran arde, sehingga pelindung kebocoran juga dapat dipasang pada jalur L catu daya sistem TN-S.

5) Sistem catu daya TN-S aman dan andal, cocok untuk sistem catu daya bertegangan rendah seperti bangunan industri dan sipil. Sistem catu daya TN-S harus digunakan sebelum pekerjaan konstruksi dimulai.

4. Sistem TN-C

Sistem catu daya mode TN-C menggunakan garis netral yang berfungsi sebagai garis perlindungan persimpangan nol, yang dapat disebut garis netral perlindungan dan dapat diwakili oleh PEN.

3. Sistem TT (Double Terre)

Pada sistem TT, bagian netral sumber listrik tidak terhubung langsung dengan pembumian netral pada sisi konsumen (instalasi peralatan). Pada sistim TT, konsumen harus menyediakan koneksi mereka sendiri ke bumi, yaitu dengan memasang elektroda bumi yang cocok untuk instalasi tersebut . Karakteristik sistem catu daya TN-S adalah sebagai berikut.

1) Ketika cangkang logam peralatan listrik diisi daya (garis fasa menyentuh cangkang atau insulasi peralatan rusak dan bocor), pelindung pentanahan dapat sangat mengurangi risiko sengatan listrik. Namun, pemutus arus tegangan rendah (sakelar otomatis) tidak serta merta trip, menyebabkan tegangan kebocoran pembumian perangkat bocor lebih tinggi dari tegangan aman, yang merupakan tegangan berbahaya.

2) Jika arus bocor relatif kecil, sekring pun mungkin tidak dapat meledak. Oleh karena itu, pelindung kebocoran juga diperlukan sebagai pelindung. Oleh karena itu, sistem TT sulit untuk dipopulerkan.

3) Perangkat pentanahan sistem TT mengkonsumsi banyak baja, dan sulit untuk didaur ulang, waktu, dan material.

4. Sistem TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate)

Sebuah sistem TN-C-S, memiliki saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung dengan bumi dan pembumian pada jarak tertentu disepanjang saluran netral yang menuju konsumen, biasanya disebut sebagai Protective Multiple Earthing (PME). Dengan sistim ini konduktor netral dapat berfungsi untuk mengembalikan arus gangguan pentanahan yang mungkin timbul disisi konsumen (instlasi) kembali kesumber listrik. Pada sistim ini, instalasi peralatan pada konsumen tinggal menghubungkan pentanahannya pada terminal (saluran) yang telah disediakan oleh sumber listrik .

5.4 Penetapan Sistem Pentanahan di Indonesia

Sistem 150 KV

Pentanahan netral sistem 150 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut:

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan efektif. Penambahan reaktansi pada netral sistem ini dimungkinkan selama persyaratan pentanahan efektif dipenuhi (X₀/X₁ ≤ 3)

2. Pengaman sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat

Sistem 66 KV

Pentanahan netral sistem ini beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut:

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan tahanan

2. Pengamanan sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat

Sistem 20 KV

Pentanahan netral sistem 20 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut:

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan tahanan pengaman sistem dilaksanakan sebagai berikut:

a. Bagi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai pemutus dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Pada gardu distribusi dipasang penunjuk gangguan.

b. Bagi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat, sedang bagi saluran dalam tanah tidak dipakai penutup kembali.

Selanjutnya berdasarkan SPLN 26:1980 telah ditetapkan besar tahanan pentanahan sebagai berikut:

1. Tahanan rendah 12 Ohm dan arus gangguan tanah maksimum 1000 ampere dipakai pada jaringan kabel tanah

2. Tahanan rendah 40 Ohm dan arus gangguan maksimum 300 ampere dipakai pada jaringan saluran udara dan campuran saluran udara dengan kabel tanah

3. Tahanan tinggi 500 Ohm dan arus gangguan maksimum 25 ampere dipakai pada saluran udara

Khusus untuk sistem fasa tiga, empat kawat, pengetanahan dilakukan tanpa impedansi dan banyak titik (multiple grounding).

Sistem 275 KV PT Inalum dan Sistem 500 KV

Walaupun belum diatur dalam SPLN, tetapi pentanahan Sistem 275 KV PT Inalum di Asahan dan Sistem 500 KV di Pulau Jawa sudah dilakukan dengan sistem pentanahan Solid Grounding (tanpa impedansi).

5.5 Tahanan Jenis Tanah

Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tergantung dari beberapa faktor, yaitu:

Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll

- Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau uniform.

- Kelembaban tanah

- Temperatur.

Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengan keadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan jenisnya. Secara umum harga-harga tahanan jenis ini diperlihatkan pada tabel berikut ini:

Sering dicoba untuk merubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Cara ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara priodik, sedikitnya enam bulan sekali. Dengan memberi air atau membasahi tanah ­juga dapat mengubah tahanan jenis tanah.

5.6 Elektroda Pentanahan

1. Elektroda Batang (rod)

Elektroda batang ialah elektroda dari pipa atau besi baja profil yang dipancangkan ke dalam tanah. Elektroda ini banyak digunakan di gardu induk - gardu induk. Elektroda batang ini pada umumnya juga dipasang pada instalasi rumah tinggal. Elektroda ini berupa pipa besi, baja profil, atau batang logam lainnya yang dipancangkan ke tanah. Biasanya pada bahan logam tersebut dilapisi dengan lapisan tembaga. Panjang elektroda batang ini yang disyaratkan dalam PUIL 2000 adalah 1,75 m. Rumus tahanan pentanahan untuk elektroda batang tunggal (Budi Febri Hardiansyah, 2016).

2. Elektroda Pita

Elektroda pita ialah elektroda yang terbuat dari hantaran berbentuk pita atau berpenampang bulat atau hantaran pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal. Rumus perhitungan tahanan pentanahan (Andrian Wijaya, 2016):

3. Elektroda Plat

Elektroda pelat adalah elektroda dari bahan pelat. Elektroda ini digunakan bila diinginkan tahanan pentanahan yang kecil dan sulit diperoleh dengan menggunakan jenis – jenis elektroda yang lain. Pada umumnya elektroda ini ditanam cukup lumayan dalam di dalam tanah. Bentuk elektroda plat biasanya empat persegí atau empat persegi panjang. Rumus perhitungan tahanan pentanahan elektroda pelat tunggal (Andrian Wijaya, 2016):

5.7 Metode Pentanahan

Berikut ini adalah beberapa metode yang digunakan dalam pengukuran pentanahan adalah metode I, L, dan V antara lain sebagai berikut (Ramdhan, 2015):

5.9 Cara Melakukan Pengukuran Pentanahan

1. Lakukan pengecekan pada alat yang akan digunakan

2. Buatlah gambar metode I, L, dan V agar dapat mempermudah ketika pelaksanaan

3. Menanamelektroda bantu 5 meter lurus kedepan (kabel penghubung kuning) dan 10 meter kedepan (kabel penghubung merah). Sehingga terlihat seperti hurup I

4. Menanam elektroda bantu 5 meter ke kanan (kabel penghubung kuning) dan 10 meter kedepan (kabel penghubung merah). Sehingga terlihat seperti hurup L

5. Menana elektroda bantu 10 meter dengan sudut 45º (kabel penghubung kuning) dan 10 meter dengan sudut 315º (kabel penghubung merah). Sehingga terlihat seperti hurup V.

6. Mengecek penghubungan atau penjepit pada elektroda utama dan elektroda bantu

7. Melakukan pengukuran. Mensetting range switch ke posisi yang diinginkan

8. Catat hasil dari pengukuran tersebut

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya pentanahan :

1. Tahanan jenis tanah

2. Panjang jenis elektroda pentanahan

3. Luas penampang elektroda pentanahan

Untuk memahami mengapa tahanan pentanahan harus rendah, dapat digunakan hukum Ohm yaitu :

E = I x R volt

dimana :

E = tegangan (volt)

I = Arus (ampere)

R = Tahanan (ohm)

Perhitungan tahanan pentanahan untuk satu batang elektroda

Alat dan Bahan

· Satu Set Earth tester.

· Besi 150 cm.

· Palu.

· Kunci Inggris (Kunci pipa

. Alat Tulis

Langkah Kerja

· Tentukan lokasi yang akan dibuat pentanahan.

· Pasang besi 150 cm dengan kedalaman 25 cm terlebih dahulu.

· Pasang besi pendek pertama pada jarak 10 meter dari besi 150 cm.

· Pasang besi pendek kedua pada jarak 20 meter dari besi 150 cm.

· Pasang kabel pada masing-masing besi dan hubungkan pada earth tester sesuai dengan warnanya.

· Ukur dengan skala 1000, lalu besi 150 cm dalamkan per 25 cm hingga mencapai 125 cm.

Tabel Praktikum

Pembuatan Laporan (Diserahkan Pekan Depan)

a. (Learning ) : Apa definisi pentanahan

b. (Reading and Literacy ) : Buatkan langkah kerja pengukuran pentanahan dengan tiga metode I, L dan V.

Apa syarat pentanahan untuk perumahan/gedung, penangkal petir

c. (Numeracy) : Buatlah contoh hitungan dengan metode pipa, plat, dan batang

d. (Complexity) : Buat kesimpulan hasil praktik